MoS2 phononic crystals for advanced thermal management
Xiao, Peng (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Física)
Sachat, Alexandros el (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Chávez Ángel, Emigdio (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Ng, Ryan C. (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Nikoulis, Georgios (Aristotle University of Thessaloniki. Department of Physics)
Kioseoglou, Joseph (Aristotle University of Thessaloniki. Center for Interdisciplinary Research and Innovation)
Termentzidis, Konstantinos (Université Lyon)
Sotomayor Torres, Clivia M. (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Sledzinska, Marianna (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)

Data:	2024
Resum:	Effective thermal management of electronic devices encounters substantial challenges owing to the notable power densities involved. Here, we propose layered MoS phononic crystals (PnCs) that can effectively reduce thermal conductivity (κ) with relatively small disruption of electrical conductivity (σ), offering a potential thermal management solution for nanoelectronics. These layered PnCs exhibit remarkable efficiency in reducing κ, surpassing that of Si and SiC PnCs with similar periodicity by ~100-fold. Specifically, in suspended MoS PnCs, we measure an exceptionally low κ down to 0. 1 watts per meter kelvin, below the amorphous limit while preserving the crystalline structure. These findings are supported by molecular dynamics simulations that account for the film thickness, porosity, and temperature. We demonstrate the approach efficiency by fabricating suspended heat-routing structures that effectively confine and guide heat flow in prespecified directions. This study underpins the immense potential of layered materials as directional heat spreaders, thermal insulators, and active components for thermoelectric devices.
Ajuts:	Agencia Estatal de Investigación SEV-2017-0706 Agencia Estatal de Investigación PGC2018-101743-B-I00 Agencia Estatal de Investigación PCI2021-122092-2A European Commission 754558 European Commission 885689 European Commission 101029727
Drets:	Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, fins i tot amb finalitats comercials, sempre i quan es reconegui l'autoria de l'obra original.
Llengua:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió publicada
Publicat a:	Science advances, Vol. 10, Issue 13 (March 2024) , art. eadm8825, ISSN 2375-2548

DOI: 10.1126/sciadv.adm8825
PMID: 38552010

9 p, 2.3 MB

El registre apareix a les col·leccions:
Documents de recerca > Documents dels grups de recerca de la UAB > Centres i grups de recerca (producció científica) > Ciències > Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2)
Articles > Articles de recerca
Articles > Articles publicats